Контрольно-измерительные робототехнические системы

Рис. 26

      Применение  КИРС позволяет производить измерения  в большом числе точек   подлежащего   диагностике объекта.   В частности,  в работе   приводится пример использования роботов для определения формы винтов кораблей. Отметчик Система содержит манипулятор с серво-приводими, обладающий четырьмя степенями свободы, лазерный измерительный детектор, два тактильных датчика для отслеживания формы поверхности, а также устройство управления с мини-ЭВМ. Точность измерений составляет 0,1 мм. Степени свободы манипулятора КИРГ 
данного типа (рис. 27) включают поворот винта (ось вращения l), поступательное движение к оси l и в противоположном направлении (степень свободы 2), поступательные движения по вертикали (степени свободы 3, 4), обеспечивающие перемещение диагностических головок с тактильными датчиками.

      Рис. 27 
 

      Лазерные  датчики могут перемещаться в направлениях 2, 3. Привод каждой степени свободы - цифровой с шаговыми сервомоторами постоянного тока и усилителями мощности. Корректирующие воздействия выполняются с помощью управляющей ЭВМ. Применение лазерного детектора (рис. 28) обеспечивает измерение расстояний до поверхности винта. При вращении винта вокруг оси l происходит сканирование исследуемой поверхности лазерным лучом и прием отраженного сигнала приемником. В качестве тактильных датчиков применяются механоэлектрические щупы, установленные непосредственно в сердечниках дифференциальных трансформаторов.

      Рис. 28

       В КИРС (рис. 29), предназначенной для автоматизации процесса измерения профилей лопаток мощных турбин, а также для выполнения доводочной шлифовки с помощью технологического промышленного робота , использован новый способ измерения профилей сложной формы.

       Рис. 29

         Процесс измерения происходит  последовательно в параллельных  секущих плоскостях. Способ основан  на анализе информации от двух  датчиков расстояния, используемых для построения траектории движения робота. Измерение расстояния между инструментом и поверхностью происходит через определенные промежутки времени. На базе расчета информационных оценок производится ориентирование положения датчика относительно поверхности в определенном направлении. Дальнейшее управление движением производится с учетом обработки измерительной информации. Движение робота адаптируется к форме поверхности. Управление движением осуществляется в декартовой системе координат. Для формирования сложной криволинейной траектории перемещения производятся по нескольким координатам. Схват имеет два вращения: вокруг вертикальной оси (на угол а) и перпендикулярной ей продольной оси (на угол β). Расположение электромагнитных датчиков расстояния и результаты измерений приведены на рис. 30 В процессе ориентирования одного датчика (рис. 30а) выполняется его поворот на углы а и β. Расположение руки КИРС с двумя датчиками А и В относительно поверхности контролируемого изделия (рис. 30б,в) измеряется и в дальнейшем поддерживается постоянным с подачей корректирующего сигнала в систему управления. Окончание построения рабочего профиля (рис. 30г ) в фиксированных точках одной из секущих плоскостей (х,у) позволяет КИРС перейти к следующей секущей плоскости. Основные характеристики системы: поддержание расстояния от датчика или инструмента до поверхности по нормали от 3 до 10 мм, точность ± 0,5 мм, скорость до 50 мм/с.

       Рис. 30

      Список  литературы.

1. Черноусько Ф.Л. и др. Манипуляционные роботы: динамика, управление, оптимизация. – М.: Наука, 1989.